如何用寄存器的方法操作STM32

既然我们要操作 IO 口，当然就要看IO口相关的知识。打开 STM3210x参考手册.pdf ，我的目的只是操作 GPIO ,所以我只需要将第五章看完就OK了。

操作IO一般是两个步骤，第一，操作IO控制寄存器，设置IO为输出，第二就是送数据。那么很明显，只可能是 GPIOx_CRL, GPIOx_CRH，GPIOx_ODR 三个寄存器会用到。

仔细阅读这几个寄存器的介绍后知道，GPIOx_CRL 是控制 PIN 0-7 的属性的，GPIOx_CRH 控制PIN 8-15，ODR寄存器当然就是输出数据了，将数据送到这里就行了。

然后，这几个寄存器的地址是多少？首先看 stm32f103ve.pdf 这个是官方的datasheet，看第四章， Mmeory Mapping，看 PORTB 的地址是 0x40010C00 - 0x40010FFF ，这个就是基地址了。基地址加上偏移量就能找到具体的寄存器。

例如我需要操作 GPIOB_CRL 的偏移为 00H ，（看STM3210x参考手册.pdf） ODR 寄存器的偏移为 0CH ，那么很自然得出

GPIOB_CRL = 0x40010C00

GPIOB_ODR = 0x40010C0C

怎么验证我的结论正确？先看 keil 给的头文件 \Keil\ARM\INC\ST\STM32F10x\stm32f10x_map.h

#define PERIPH_BASE ((u32)0x40000000)

#define APB2PERIPH_BASE (PERIPH_BASE + 0x10000)

#define GPIOB_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x0C00)

这样怎么算都能算出 0x40010C00 出来吧？？ODR 寄存器同理。

为了点亮 LED ，我需要将 PB5 （也就是 GPIOB5）设置为输出，并且ODR相应的位写入 1 ，看资料得出 MODE5 是

bit 20 21 控制的，CNF5 是bit 22,23

MODE5应该设置 10（0x2) 选择 2MHZ 输出，CNF5 选择00（0x0），通用推挽模式，于是将这个值写入

(*volatile unsigned long)0x40010C00 = (2<<20) | (0<<22); // 为简单起见，不管其他位了

同理，设置 ODR 寄存器

*(volatile unsigned long *)0x40010C0C = 1<<5;

*(volatile unsigned long *)0x40010C0C = 0;

STM32 没有SFR ，没有bit，没有sbit 的概念的了。是不是就不如 51 了？

下载运行，还不行，因为GPIOB 的CLK 没有使能，这时其实 GPIOB 是不能工作的，这是 STM32 特殊的地方，上电默认外设的时钟都是关的，初学者没有注意这里，是可以原谅的，多看看书，多实践，多问问就是了。

找到问题的原因，则再 RCC_APB2ENR 设置，其中 BIT 3 就是 IOPBEN 是时钟使能位，同上，先找到 RCC_APB2ENR的地址

#define PERIPH_BASE ((u32)0x40000000)

#define AHBPERIPH_BASE (PERIPH_BASE + 0x20000)

#define RCC_BASE (AHBPERIPH_BASE + 0x1000)

RCC_APB2ENR 的偏移是 18H ，所以最终得到地址为 0x40021018，操作方法同上

*(volatile unsigned long *)0x40021018 |= 1<<3;

最终的点LED的程序就完成了。

void main(void)

{

*(volatile unsigned long *)0x40021018 |= 1<<3;

*(volatile unsigned long *)0x40010C00 = (2<<20) | (0<<22);

*(volatile unsigned long *)0x40010C0C = 1<<5;

while (1)

{

}

}

如果将寄存器做一个定义，则程序变成如下

#define RCC_APB2ENR *(volatile unsigned long *)0x40021018

#define GPIOB_CRL *(volatile unsigned long *)0x40010C00

#define GPIOB_ODR *(volatile unsigned long *)0x40010C0C

void main(void)

{

RCC_APB2ENR |= 1<<3;

GPIOB_CRL = (2<<20) | (0<<22);

GPIOB_ODR = 1<<5;

while (1)

{

}

}

RCC_APB2ENR RCC 是时钟寄存器 ， APB2 是外设2 ，ENR ，可以理解为 enable

GPIOB_CRL GPIO B control 控制寄存器

GPIOB_ODR GPIO(general purpose input output) B output data register 输出数据寄存器

加入刚才的 GPIOB 寄存器，看看 ST 的官方库是怎么定义的，

\Libraries\CMSIS\CM3\DeviceSupport\ST\STM32F10x\stm32f10x.h

用 UltraEdit 打开，搜索 GPIOB

#define PERIPH_BASE ((uint32_t)0x40000000)

#define APB2PERIPH_BASE (PERIPH_BASE + 0x10000)

#define GPIOB_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x0C00)

没错，和keil 里面是一模一样的。

typedef struct

{

__IO uint32_t CRL;

__IO uint32_t CRH;

__IO uint32_t IDR;

__IO uint32_t ODR;

__IO uint32_t BSRR;

__IO uint32_t BRR;

__IO uint32_t LCKR;

} GPIO_TypeDef;

其中 __IO 的定义在 \Libraries\CMSIS\CM3\CoreSupport\core_cm3.h 为什么我知道在这个文件里面，因为我会用 source insight ...

#define __IO volatile

__IO uint32_t CRL 其实就是 volatile uint32_t CRL

为什么用结构体？因为结构体的成员的地址分配（RAM中）是连续（不知道是否懂得，这还是C语言的问题），而STM32 的一个模块的功能寄存器都是连续的，每个寄存器都是相当于 基地址加偏移，跟上面的理论一致于是就有了结构体指针的用法，跟踪库函数的源代码，例如 GPIO 的 初始化函数

void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct)

以结构体指针的形式传递 IO 口 GPIO_TypeDef* GPIOx

访问 CRL 寄存器则用成员的形式 GPIOx->CRL;

不需要担心这样做的效率，因为都是地址，也就是指针，最终的效率是直接寄存器操作，效率是非常高的。

看不懂库函数，归根究底就是C语言功底不行。不要以为写过几行51就懂C语言了，远的很呢。

还有，STM 的库下载的时候包含了很多很多例子，库函数怎么使用在例子里面有很详细的介绍，不用写几行代码，都是复制例子做实验，也很很容易的。

总结的几个问题

1，ARM 没有SFR，也不需要，SFR 是51的关键字，没有理由 51 有 ARM 就要有。例如ACC，ARM 就没有，但是有R0-R15 ，这些就是架构（architecture 的区别了）。

2，STM32 的寄存器在官方头文件上面已经全部有定义了，上面已经阐述了。（你看不懂不代表没有吧？）。

3，不带库函数的LED程序已经实现了。